污水中的磷部分来自化肥和农业废弃物。同时，含磷洗涤剂在日常生活中的广泛使用也显著增加了生活污水中的磷含量。此外，化工、造纸、橡胶、染料和纺织印染、农药、焦化、石化、发酵、医药和医疗、食品等行业排放的废水往往含有有机磷化合物。
化学除磷是污水除磷的常用方案。化学除磷是通过化学沉淀来完成的，化学沉淀是指将化学物质加入污水中，与污水中的可溶性盐类如磷酸盐混合，形成颗粒状的不溶性物质。污水中不仅有沉淀反应，还有化学絮凝反应。一般使用的试剂有铝盐(聚合氯化铝)、铁盐(
聚合硫酸铁)、亚铁盐(硫酸亚铁)、石灰和铁铝聚合物。根据沉淀剂的投加位置来区分化学沉淀过程，实践中常用的方法有预沉淀、同步沉淀和后沉淀。
(1)预沉淀。
沉淀池前在原水中加入金属沉淀剂。一般情况下，需要设置一个产生涡流或提供能量的装置来满足混合的需要。相应的沉淀产物(大块絮状物)在初沉池中通过沉淀分离。如果生物滤池用于生物段，则不允许使用Fe2，以防对填料造成伤害(黄锈)。预沉淀工艺特别适用于现有污水处理厂的改造(增加化学除磷措施)，因为这种工艺不仅可以除磷，还可以降低生物处理设施的负荷。常用的沉淀剂主要是灰分和金属盐类试剂。预沉淀后，残余磷酸盐含量为1.5~2.5 mg/L，完全可以满足后续生物处理对磷的需求。
(2)同步降水。
生物处理过程中添加金属沉淀剂。同步沉淀是应用最广泛的化学除磷工艺，在曝气池出水或二沉池进水中加入沉淀试剂，有时也在曝气池进水或回流污泥渠(管)中加入试剂。目前很多污水处理厂采用同步沉淀，加药对活性污泥的影响相对较小。
(3)后沉淀。
絮凝物质的沉淀、絮凝和分离在与生物设施分离的设施中进行，并且向流出物中加入金属沉淀剂。通常，沉淀剂在二沉池后加入混合池，然后混合沉淀。其后设有絮凝池和沉淀池(或气浮池)。对于要求不严的受纳水，可在后沉淀过程中使用石灰乳液，但必须控制出水的pH值，如沼气中的CO2进行中和。与沉淀池相比，气浮池能更好地去除悬浮物和总磷，但由于空气的不断供给，运行成本较高。
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